дегазация масла трансформатора что это

Новости компании

Необходимость дегазации трансформаторных масел

Влияние растворенных газов на трансформаторное масло

Одним из негативных факторов, характерных для работы трансформаторного масла, является растворение в нем контактирующих с ним газов. Растворенные в жидкости газообразные вещества приводят к снижению электрической прочности масла на 20 — 30%. Если же в нем образуются еще и пузырьки газа, данный показатель падает еще больше. Такому явлению способствуют температурные изменения, воздействие сильного электрического поля и слишком интенсивное движение масла по трубопроводам.

Если масло с растворенными в нем газами будет контактировать с трансформаторной бумагой, это существенно ускоряет ее старение. В этом случае негативное воздействие на нее будет даже более сильным, чем со стороны продуктов окисления в масле.

При том, что о негативном влиянии растворенных газов на трансформаторное масло известно достаточно хорошо, данные о растворимости разных веществ в изоляционной жидкости не столь обширны. Например, точно установлено о прямой зависимости содержания газа в масле от давления газа над жидкостью. Также известно о том, что при повышении температуры газы лучше растворяются в жидкости. Однако растворимость одних и тех же газов в разных маслах разная. Так же и разные газы в одном и том же масле растворяются по-разному.

Растворимость газов в маслах

С растворимостью различных газообразных веществ в трансформаторных маслах можно ознакомиться в таблице. Данные приведены при температуре +25°С и давлении 736 мм рт. ст.

Дегазация трансформаторного масла

С помощью известных способов осушки масла удается практически полностью удалить газ из него. Остаточное содержание газообразных веществ настолько мало, что точно измерить его невозможно. Но в дальнейшем при работе трансформатора масло вновь поглощает газ, если не установлена защитная мембрана. Другие способы защиты (использование расширителя или подушки инертного газа) имеют более низкую эффективность.

Для удаления газов из трансформаторных масел применяют установки типа УВМ. С их помощью можно очистить жидкость не только от газов, но и от других загрязняющих веществ, а также осуществить вакуумирование трансформатора. Установки работают с маслами с вязкостью не более 70 сСт при температуре +50°С. В них предусмотрены такие рабочие режимы:

Характеристики масла после очистки:

Чтобы ничего не пропустить, Вы можете подписаться на рассылку новостей, для этого просто кликнете по кнопке ниже!

Источник

Дегазация трансформаторного масла

Взаимодействие трансформаторного масла с газами

Трансформаторное масло – это вещество, склонное к растворению соприкасающегося с ним воздуха. Влияние газов на электрическую прочность масла является негативным, поскольку снижает ее в среднем на 20-30%. При образовании пузырьков этот показатель может быть еще больше. Это имеет место при изменении температуры, воздействии сильного электрического поля или же очень большой скорости потока масла в трубах охладителя.

Растворенные в масле газы могут оказывать влияние на бумагу, ускоряя таким образом ее старение. Отметим, что продукты окисления изоляционной жидкости также ускоряют старение целлюлозы, но степень их воздействия существенно меньше.

Несмотря на то, что негативное влияние газов на качественные характеристики трансформаторного масла в целом известно, данных об их растворимости сравнительно не много. Можно говорить о нескольких достоверных фактах. Во-первых, между количеством растворенного газа и его давлением над зеркалом масла в установившемся состоянии существует пропорциональная зависимость. Во-вторых, с возрастанием температуры степень растворимости газов в трансформаторном масле увеличивается. Но данные, полученные для одного масла нельзя обобщать на другие нефтепродукты этого рода. Это обусловлено тем, что растворимость газов даже в одном и том же масле может быть различной. Поэтому состав газов в масле может отличаться от состава в пространстве над маслом.

Растворимость газов в трансформаторном масле

В таблице приведена ориентировочная растворимость некоторых газов в трансформаторных маслах при температуре 25ºС и давлении 736 мм.рт.ст.

Наименование газа

Объем, %

Кроме газов, проникающих в масло при непосредственном контакте, в нем также могут содержаться газы, являющиеся результатом ускоренного старения изоляционной системы. Последнее явление имеет место при чрезмерном нагреве.

Поскольку разложение трансформаторных масел происходит главным образом вследствие окисления, то своевременным удалением растворенного воздуха можно существенно замедлить данный процесс.

Дегазация трансформаторного масла – основные принципы

Дегазация трансформаторного масла чаще всего происходит во время их сушки. Дальнейшее поглощение кислорода маслом можно ограничивать за счет применения специальной системы защиты (мембрана, азотная подушка и т.п.).

Стандартные методы осушки трансформаторных масел способны обеспечить дегазацию до состояния, при котором в изоляционной жидкости остаются лишь следы газов. Обычно измерить их достаточно трудно. Такое масло может поглощать газы во время работы трансформатора, особенно если он не имеет закрытой мембраны. Даже наличие расширителя или защитной подушки инертного газа, растворимого в масле, не всегда спасает ситуацию.

На практике дегазация трансформаторного масла осуществляется с помощью установок типа УВМ. Они позволяют вакуумировать трансформаторы, удалять газы, воду и механические примеси из изоляционных масел, имеющих вязкость не более 70 сСт при температуре 50ºС.

Такое оборудование может работать в нескольких режимах:

После обработки трансформаторное масло имеет следующие параметры:

Если Вас интересует стоимость оборудования, или есть другие вопросы, свяжитесь с нами по электронной почте smm.uvm@gmail.com или телефону +7 499 346-62-58, +7 499 346-61-75

С другим оборудованием для фильтрации, сушки, дегазации и регенерации масел можно ознакомиться в разделе продукция: https://oil.globecore.ru/oborudovanie.html

Источник

Сушка и дегазация трансформаторного масла

Трансформатор – сложная система, надежная работа которой зависит от многих компонентов. Среди этих компонентов особую роль занимает трансформаторное масло, которое выполняет теплоотводяющую и изоляционную функцию. В этой статье мы поговорим о том, как и почему ухудшается состояние масла, какое влияние на масло имеет вода и кислород, а также какие технологии лучше использовать для сушки и дегазации трансформаторных масел.

Как и почему ухудшается состояние трансформаторного масла

При работе трансформатора на масло влияют разные отрицательные факторы. Среди них:

Некоторые факторы, как, например, электрическое поле и высокая температура являются объективными, то есть они существуют всегда независимо от желания разработчиков трансформаторов или энергетических компаний. Часть причин появления других факторов можно ограничить (вода, воздух). Но полностью исключить воздействие вредных факторов на масло нельзя, потому что они являются как катализатором изменений в масле, так и появляются в результате химических реакций внутри трансформатора. Пузырьки газа могут стать местом развития частичных разрядов, а вода снижает электрическую прочность масла и при переходе в твердую изоляцию способствует ее разрушению.

Со временем масло стареет, в нем образуются кислые продукты окисления углеводородов. Эти продукты оседают на изоляции, стенках бака трансформатора и в системе охлаждения, формируется шлам. Масло становится более вязким и намного хуже отводит тепло от нагревающихся частей трансформатора. Под воздействием высококонцентрированных продуктов окисления углеводородов происходит разложение целлюлозы в трансформаторе. Риск возникновения аварийных ситуаций существенно возрастает.

Чтобы обеспечить продление срока службы трансформаторов нужно правильно и своевременно обслуживать изоляционное масло. Это обеспечит срок жизни трансформатора на уровне 50-70 лет.

Что нужно для того, чтобы улучшить состояние масла

При ухудшении состояния трансформаторного масла выполняется его обработка с целью улучшения характеристик. Основной индикатор старения масла – это кислотное число. Пока этот параметр не превышает 0,5 мг КОН/г для улучшения состояния масла выполняется очистка.

Очистка трансформаторного масла – широкое определение, под которым могут понимать набор разных операций, каждая из которых позволяет избавиться от определенного вида примесей.

Среди этих операций:

Также при подаче сухого и дегазированного масла в высоковольтные трансформаторы используется вакуумирование. Эта операция необходима для того, чтобы вода и газы не попали в масло во время заливки.

Кроме того, общее состояние изоляционной системы улучшает сушка изоляции трансформатора в вакуумных печах. Она применяется для удаления воды из изоляции обмоток.

Повышение кислотного числа до значения 1 м КОН/г свидетельствует о том, что масло состарилось. В этом случае выполняется замена трансформаторного масла или его регенерация. Свойства масла можно восстановить в случае сохранения состава полезных углеводородов путем удаления продуктов окисления и старения. Если состав масла сильно изменен и не подлежит восстановлению, масло нужно заменить.

Рассмотрим сначала превентивные методы защиты трансформатора от воды и образования газов, затем – способ сушки и дегазации масел.

Очистка масла установкой УВМ-4/7 GlobeCore в работающем трансформаторе

Способы защиты трансформатора от воздействия воды и газов

Существует несколько подходов к защите трансформаторов от влияния воды и газов. Маленькие трансформаторы изготавливаются в герметичном исполнении. Это выдвигает дополнительные требования к прочности бака, поскольку непрочный бак может не выдержать роста давления при повышении температуры трансформатора.

Во многих трансформаторах, включая высоковольтные, используется так называемая азотная защита. При этом способе защиты надмасляное пространство бака или расширителя занимает «азотная подушка», состоящая из сухого азота. Эта подушка становится как бы барьером, который защищает масло от попадания других газов и воды из окружающей среды. Но она не способна предотвратить попадание в масло воды и газов, образующихся внутри трансформатора. При необходимости после дегазации проводится азотирование трансформаторного масла.

Сушка трансформаторного масла в процессе эксплуатации обеспечивается за счет термосифонных и адсорбционных фильтров. Это устройства, которые наполняются сорбентом (чаще – силикагелем). Сорбент поглощает воду во время циркуляции масла через фильтр. Термосифонный фильтр устанавливают на бак трансформатора, а адсорбционный фильтр – на отдельный фундамент возле трансформатора.

Но какие бы системы защиты не применялись, как минимум перед заливкой масла в трансформатор необходимо обеспечить удаление газов и удаление воды. Это важная часть обслуживания трансформатора. Дегазация трансформаторного масла перед заливкой и во время эксплуатации позволяет замедлить процессы окисления и повысить надежность изоляционной системы.

Как выполняется термовакуумная сушка масла

Удалить воду из масла можно разными способами. Но наиболее часто применяется сушка цеолитом и термовакуумная сушка. Сушка цеолитом хорошо убирает воду и поднимает повышает напряжение масла с 10-15 до 60-70 кВ за один проход. Но после насыщения цеолит требует реактивации. Поэтому если речь идет о сушке совместно с дегазацией, то более предпочтительным является термовакуумная обработка. Этот вид обработки использует принцип более раннего закипания воды в условиях разрежения. Наиболее яркую иллюстрацию этого принципа можно наблюдать в условиях высокогорья, где для закипания воды требуется температура меньше 100 °С.

При термовакуумной обработке масла сначала нагревается до температуры 50-55 °С, а затем подается в вакуумную колонну. Внутри вакуумной колонны за счет работы вакуумной системы поддерживается глубокий вакуум. Масло поступает на фильтры-активаторы, и протекает с их внутренней стороны наружу тонкой пленкой, с поверхности которой под действием вакуума интенсивно выделяется вода и газы.

Таким образом, термовакуумная обработка позволяет одновременно сушить и дегазировать трансформаторные масла без образования каких-либо отходов, требующих реактивации, складирования или утилизации.

Оборудование GlobeCore для сушки и дегазации масел

Установка СММ-0,6Л в работе

Для термовакуумной сушки и дегазации трансформаторных масел компанией GlobeCore выпускаются установки серий СММ и УВМ. Их основное отличие заключается в количестве ступеней вакуумной системы. Установка УВМ оборудована двухступенчатой вакуумной системой, а установка СММ – одноступенчатой. Поэтому установками УВМ обеспечивается более глубокая вакуумная дегазация.

Дегазационная установка УВМ (СММ) выполняет несколько функций:

Характеристики трансформаторного масла после обработки в установках GlobeCore:

Линейка оборудования включает установки с производительностью обработки масла от 1 до 15 метров кубических в час.

При обслуживании трансформаторов важным фактором является работа в полевых условиях. Для реализации этой возможности мы установили оборудование на прицеп, оборудованный прицепным устройством. Поэтому установка с помощью автомобиля сервисной бригады быстро доставляется в место эксплуатации трансформатора.

Также установка GlobeCore могут подключатся к трансформатору и выполнять обработку масла без слива из бака за счет непрерывной циркуляции масла по замкнутому контуру. Обработка масла может выполнятся как на отключенном, так и на работающем трансформаторе. Во втором случае установки УВМ (СММ) подключаются к трансформатору через систему TCC (Transformer Security System). Эта система контролирует уровень масла в баке трансформатора и при снижении уровня, например, из-за наличия утечек «отсекает» установку от трансформатора. Трансформатор всегда защищен и выводить его из-под напряжения на время очистки масла не обязательно.

Какие типы масел могут обрабатываться установками GlobeCore

Оборудование GlobeCore многофункционально и в плане типов обрабатываемых масел. С помощью установок УВМ (СММ) может выполняться:

В рамках одной статьи сложно охватить все аспекты сушки и дегазации трансформаторного масла, поэтому у вас, наверняка, возникнут вопросы. Ответы на них можно получить, обратившись по одному из контактов, доступных в соответствующем разделе нашего сайта.

Источник

Дегазация трансформаторного масла

Для изготовления вакуумных шлангов требуется резина с малым содержанием серы (1,5 — 2%), обладающая большой гибкостью и способностью к растяжению. Вакуумные шланги изготовляются диаметром 3, 6, 9, 12, 15 и 30 мм и имеют толщину стенок, равную внутреннему диаметру. Применяя вакуумные шланги, необходимо учитывать, что резина со временем стареет (трескается и делается негерметичной). Этот процесс идет особенно быстро под действием света, кислорода и нагревания.
В вакуумных системах применяются специальные краны и запорные устройства. Краны с притертыми пробками (стеклянные и металлические) служат для присоединения манометррв и на небольших лабораторных установках. Такие краны состоят из пробки с отверстиями и муфты с отростками, при помощи которых кран присоединяется к системе. Пробки крана делаются конусообразные (конусность 1:5 или 1:10) и тщательно притираются. Краны смазываются полужидкой смазкой. В промышленных установках применяются сильфонные вентили. В установках низкого и среднего вакуума можно применять вентили с литыми чугунными или бронзовыми корпусами и крышками и резиновые уплотнения. Вакуумные вентили, работающие при остаточном давлении до 133-10^7 — 133-10^8 Па, должны изготовляться из прокатанного металла, уплотнения могут быть из резины или фторопласта. Вентили для сверхвакуумных систем (давление ниже 133-10^8 Па) изготовляются из нержавеющей стали с металлическими уплотнениями, допускающими прогрев вентиля для его дегазации.
Вакуумные насосы характеризуются следующими параметрами: предельным (максимальным) давлением, создаваемым насосом; производительностью насоса (количеством газа, удаляемого в единицу времени, г/с. Па); скоростью откачки — отношением производительности к давлению, измеренному во впускном сечении насоса (см3/с; л/с; м3/с); допускаемым выпускным давлением (для насосов, работающих с пониженным давлением по сравнению с атмосферным); выпускным давлением срыва. Максимально допустимым выпускным давлением называется давление, при котором выпускное давление повышается не более чем на 10% по сравнению с нормальным. Выпускное давление срыва соответствует повышению выпускного давления на порядок по сравнению с нормальным. На рис. 1 показано, какие диапазоны давлений охватываются различными типами насосов.
По выпускному давлению вакуумные насосы делятся на три группы: выбрасывают откачиваемый газ в атмосферу; требуют предварительного разрежения; не выбрасывают газ наружу, а связывают внутри самого насоса. Для насосов, требующих предварительного разрежения, последовательно с ними устанавливают форвакуумные насосы.
В практике электромонтажных работ, как правило, применяются вращательные насосы, у которых весь внутренний объем заполнен вакуумным маслом. К этим насосам относятся пластинчато-роторные, пластинчато-статорные и золотниковые (рис. 2). Надежность работы насоса зависит, в основном, от качества примененного масла. Вакуумное масло должно иметь низкую упругость пара, не должно содержать механических примесей и не должно вступать в химическую реакцию с откачиваемым газом. На каждые 10 л/с откачиваемого объема газа требуется около 0,75 кВт электроэнергии. Скорость откачки вращательных масляных насосов изменяется от 0,6 до 1300 м3/ч. Для откачки больших объемов газа от атмосферного давления применяются насосы типов ВН-4Г и ВН-6Г. Эти насосы могут длительное время работать при давлении у впускного патрубка около 0,013 МПа благодаря наличию у них масло- отбойного устройства.
ниже приведено время откачки 100 л газа от 0,1 МПа до 13,3 Па различными насосами при непосредственном присоединении их к объему:

Рис. 2. Схема вращательных маслонасосов;
а — пластинчато-роторный; 6 — пластинчато-статорный; в — золотниковый

Насосы типов ВН-1Г, ВН-2Г, ВН-4Г, ВН-6Г, ВЕ-300Г и ВН-500Г имеют газобалластное устройство, которое предупреждает проникновение паров в насос. Вращательные масляные насосы могут применяться в стационарных и передвижных установках при температуре окружающего воздуха 15 — 30° С.
Насколько большое практическое значение имеет удаление газовых включений из трансформаторного масла и твердой изоляции изложено в § 1. Впервые требование по дегазации трансформаторного масла (до остаточного содержания газа в масле не более 0,1% по объему) было предъявлено заводом-изготовителем при монтаже первой группы трансформаторов напряжением 750 кВ. Для дегазации масла была изготовлена специальная стационарная установка. Определение остаточного содержания газа в масле производилось по методу, разработанному заводом «Москабель».
Сооружать стационарные установки на каждом объекте монтажа нецелесообразно, поэтому монтажно-наладочным управлением треста ЭЦМ была спроектирована и изготовлена передвижная установка, смонтированная на автоприцепе грузоподъемностью 7 т (рис. 2). Габариты фургона 4900X2300X2500 мм. Масса установки 3,5 т. Так как высоту колонок дегазатора пришлось уменьшить, то, чтобы сохранить поверхность дегазации, было установлено четыре колонки, уменьшен размер колец и увеличено их число.

Основные характеристики дегазатора: количество колонок четыре, высота 1300 мм, наружный диаметр 325 мм, внутренний диаметр 310 мм, объем одной колонки 0,098 м3, общий объем дегазатора 0,39 м3, количество колец в дегазаторе 75 000 шт., размеры колец ЛХ =15Х 15 мм. С помощью коллекторов дегазатор собран в единую жесткую конструкцию, вверху воздушным с d= 100 мм и масляным с d=25 мм, внизу только масляным с d= 100 мм (рис. 41). В комплект установки кроме дегазатора входят: накопительный бак, выдерживающий вакуум примерно 13,3 Па, который служит для слива масла во время отработки режима дегазации и для азотирования масла, необходимого для доливки трансформатора (основное количество масла азотируется в баке самого трансформатора); вакуумный насос типа ВН-1Г; насос типа РЗ-4,5; насос типа ЭЦМ-63-10; вакуумный насос типа ВН-461; абсорбциометр; бачок для слива проб масла; объемный жидкостный счетчик; система трубопроводов; сильфонные вентили; измерительные приборы (вакуумметр ВСБ, вакуумметры образцовые, щит управления, фильтры). Разрез колонки дегазатора показан на рис. 3.
Подготовка установки к работе. Трансформаторное масло, подлежащее дегазации, должно быть предварительно осушено и очищено от механических примесей. Бак с чистым сухим маслом маслопроводом соединяют с насосом установки. Затем установку заземляют и подают напряжение на щит управления. Вентили на входе и выходе масла должны быть закрыты, остальные открыты. Включают вакуумный насос ВН-1Г и производят откачку воздуха из системы. При включении новой установки или после длительного перерыва в работе откачку следует производить не менее 24 ч. При остаточном давлении 133,3 Па производят проверку установки на натекание. Для этого отключают вакуумный насос. Если вакуум в системе начнет быстро падать, то следует найти и устранить течь (проверить сварные швы, плотность фланцевых соединений, подтяжку гаек и т. п.). Герметичность установки можно считать удовлетворительной, если натекание не превышает 66 Па (5 мм рт. ст.) в час.

Для обеспечения вакуумной плотности на торец стакана и на металлический диск накосится смазка следующего состава: смазка ЦИАТИМ-201 35% и канифоль 65%. Герметичность прибора определяется следующим образом: вентили Г, 3, 4, 5 закрывают, открывают вентиль 2, включают вакуумный насос ВН-461 и создают в приборе остаточное давление не более 13,3 Па. Перекрывают вентиль 2 (отключают прибор от вакуумного насоса) и определяют по вакуумметру ВСБ-1 давление в приборе, через 3 мин повторяют определение. Герметичность прибора считается удовлетворительной, если за 3 мин натекание не превысит 6,6 Па. Если натекание будет больше указанного значения, то надо подтянуть накладные гайки, соединяющие латунные трубки с вентилями. Если и после этого натекание будет превышать допустимое значение, то надо осмотреть все соединения, найти и устранить подсос воздуха. При определении остаточного содержания газа в масле в приборе создают остаточное давление не более 13,3 Па (вентиль 4 открывают, вентили /, 2, 3 и 5 закрывают), открывают вентиль / и сливают через него в сливной бачок масло, пока трубки и вентиль не нагреются маслом, поступающим из дегазатора. Затем отключают прибор от вакуумного насоса (закрывают вентиль 4) и определяют остаточное давление в приборе, открывают вентиль 2 и отбирают пробу масла (объем пробы 160 см3). Высота столба масла определяется по шкале, прикрепленной к прибору, затем по градуировочной таблице, которая должна прилагаться к каждому прибору, определяют, какому объему соответствует данная высота столба масла. После отбора пробы измеряется остаточное давление в приборе Рг. Количество газа в масле, % объема масла, подсчитывается по формуле

где v п — объем прибора, см3; v м — объем пробы, см3; Р1 — давление в приборе до отбора пробы, Па; Р2 — давление в приборе после отбора пробы. Па. За истинное значение принимается среднее из двух последовательных определений, причем результаты этих определений не должны отличаться друг от друга более чем на 20%.
Для подготовки прибора к следующему определению надо слить масло в бачок через вентиль 3, после чего вентиль 3 закрывают и вакуумным насосом через вентиль 4 создают в приборе остаточное давление 13,3 Па.

Рис. 5. Абсорбциометр треста «Гидроэлектромонтаж»

Источник